用于生物识别和生命体征测量的灵活传感器

 
合适的成像器是柔性电子组件，可以放置为与人类用户的皮肤直接接触，记录其生命体征或其他生物信息。在过去的几年中，这些成像器已被广泛使用，尤其是用于生物特征认证以及可穿戴电子设备，例如智能手表或健身追踪器。
东京大学和Japan Display Inc.的研究人员在过去开发的传感器的基础上，最近创建了一种新的顺应性成像仪，用于生物特征认证和生命体征测量应用。这种新的成像仪是在Nature Electronics上发表的一篇论文中提出的，它是使用低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)读出电路和有机光电二极管的组合制造的。
进行这项研究的研究人员之一的横田智之(Tomoyuki Yokota)对TechXplore表示：“我们的实验室专注于开发柔性电子产品，尤其是有机电子产品。” “在我们之前的工作中，我们开发了一种用于生物医学应用的超柔性OLED和有机成像传感器，但其分辨率和速度不足以拍摄指纹图像。我们在本文中介绍的顺应性成像器通过集成解决了这一问题。 LTPS TFT和有机光电探测器。”
尽管它们最近很流行，但迄今为止开发出既能实现高清晰度测量又能实现高速记录的柔性成像仪已被证明是非常具有挑战性的。过去的研究工作通常会导致成像器能够获得高清记录，但速度很慢，或者其他成像器会在较短的时间内产生较低清晰度的记录。
用于生物识别和生命体征测量的灵活传感器

 
另一方面，由横田及其同事开发的新型成像仪可以每秒41帧的速度实现每英寸508像素的高分辨率读取。通过将有机光电探测器和LTPS-TFT集成到薄的薄片型图像传感器中，可以直接实现这种出色的性能。
横田说：“由于我们的片状图像传感器很薄且可弯曲(其总厚度仅为15微米)，因此可以很容易地集成到可穿戴设备中。” “此外，它可以用于测量健康状况并同时执行生物特征认证。因此，我们希望它可以帮助防止’欺骗’和患者信息混淆。”
Yokota和他的同事开发的薄而灵活的图像传感器可以拍摄指纹和静脉的高分辨率图像，这些图像现在已用于各种设置的生物特征识别。它还可以测量所谓的“脉搏波”，即从体内心室收缩开始并从半月形瓣膜传播到人体动脉系统以及其分布的压力增加的波。
脉搏波是一种生命体征，通常在患者检查期间在医疗机构中进行测量。除了能够开发出更先进的可穿戴电子设备和用于生物识别的工具外，研究人员开发的可贴合成像仪还可以在医疗领域得到应用，从而使医生能够随时间监视患者的脉搏波。
Yakota说：“我们现在希望将设备与智能手表等可穿戴电子设备集成在一起。” “与此同时，我们也在探索我们的图像传感器在医疗领域的应用。”